(57)【要約】  エテンデューが小さく、より、長寿命かつ高輝度の照明光を効率良く作ることのできる照明光学系を実現する。  凹面反射鏡（１００）と、前記凹面反射鏡の略焦点位置で蛍光体（４０１〜４０３）を担持する蛍光体担持体（４００）と、前記凹面反射鏡に、該凹面反射鏡の中心軸に垂直となる位置に複数設けられ、前記蛍光体に向けて励起光を出射するレーザ光源（２００）と、前記励起光については反射し、前記蛍光体が前記励起光の照射により発生した蛍光体については透過する、前記凹面反射鏡の開口面を覆う窓（１０２）と、を有する。
2011118345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹面反射鏡と、
前記凹面反射鏡の略焦点位置で蛍光体を担持する蛍光体担持体と、
前記凹面反射鏡に、該凹面反射鏡の中心軸に垂直となる位置に複数設けられ、前記蛍光体に向けて励起光を出射するレーザ光源と、
前記励起光については反射し、前記蛍光体が前記励起光の照射により発生した蛍光体については透過する、前記凹面反射鏡の開口面を覆う窓と、を有することを特徴とする照明光学系。
【請求項２】
請求項１記載の照明光学系において、
前記蛍光担持体は両面に前記蛍光体が設けられた、回転する蛍光体ホイールであることを特徴とする照明光学系。
【請求項３】
請求項２記載の照明光学系において、
前記蛍光体ホイールを回転させるモータを有することを特徴とする照明光学系。
【請求項４】
請求項２記載の照明光学系において、
前記蛍光体ホイールの回転と連動する風車を有することを特徴とする照明光学系。
【請求項５】
請求項１記載の照明光学系において、
前記蛍光担持体は両面に前記蛍光体が設けられた、蛍光体バーであり、
前記蛍光バーを往復移動させる往復移動機構を有することを特徴とする照明光学系。
【請求項６】
請求項１記載の照明光学系において、
前記蛍光担持体は両面に前記蛍光体が設けられた、蛍光体バーであり、
前記レーザ光源は、前記蛍光体の複数の領域に対応してアレイ状に並んで設けられていることを特徴とする照明光学系。
【請求項７】
請求項１記載の照明光学系において、
前記蛍光担持体は両面に前記蛍光体が設けられた、蛍光体バーであり、
前記レーザ光源に対応して設けられ、対応するレーザ光源が出射した励起光の向きを変えて前記蛍光体に照射する走査系を有することを特徴とする照明光学系。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の照明光学系において、
蛍光体が、赤色の蛍光を発生する赤色用蛍光体、緑色の蛍光を発生する緑色用蛍光体、青色の蛍光を発生する青色用蛍光体であることを特徴とする照明光学系。
【請求項９】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の照明光学系において、
蛍光体が、白色の蛍光を発生する白色用蛍光体であることを特徴とする照明光学系。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の照明光学系において、
蛍光体が、単色の蛍光を発生する単色用蛍光体であることを特徴とする照明光学系。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の照明光学系を備えたプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の色の画像光を形成するための複数の色の照明光を発生する照明光学系と、該照明光学系による各画像光を投射するプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクタやＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）プロジェクタのようなスクリーンに画像を投射するプロジェクタの光源としてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を用いる技術が注目されている（特許文献１参照）。【０００３】
ＬＥＤは寿命が長く、また、信頼性が高いことに起因して、ＬＥＤを光源とするプロジェクタには長寿命で信頼性も高いという利点がある。【０００４】
しかしながら、その一方でＬＥＤの光はプロジェクタ用としては輝度が低いので、ＬＥＤを光源としてプロジェクタに十分な輝度の映像を得るのは容易ではない。【０００５】
光源からの光を表示パネルがどれだけ投射光として利用できるかはエテンデューにより制限される。つまり、光源の発光面積と放射角との積の値を、表示パネルの入射面の面積と照明光学系のＦナンバーで決まる取り込み角との積の値以下にしなければ、光源からの光を効率良く投射光として利用できない。【０００６】
ＬＥＤによる光源では発光面積を大きくすれば光量を上げることはできるが、発光面積が大きくなれば光源のエテンデューが大きくなってしまう。エテンデューの制限からプロジェクタの光源としては発光面積を大きくせず光量を上げることが望まれるが、ＬＥＤによる光源で発光面積を大きくせずに光量を上げるのは困難である。【０００７】
ＬＥＤをプロジェクタの光源として使用する場合に、ＬＥＤの光量が低いことから、ＬＥＤを複数用いる必要が生じ、装置の小型化に適さない、などを従来技術の課題として認識してなされたものに、特許文献２（特許第４０５４５９４号公報）に記載されたレーザ光源と蛍光体を用いた光源装置がある。【０００８】
図１は特許文献２に開示される光源装置の概略構成を示す図である。【０００９】
凹面反射鏡１３００の焦点に蛍光体１３０３を設け、レーザ光源１３０２が発生したレーザ光を凹面反射鏡１３００の中心軸上の孔から蛍光体１３０３に照射し、発生した蛍光を凹面反射鏡１３００にて平行光束として出射するものである。蛍光体１３０３の反レーザ光源１３０２側には、蛍光体１３０３を通過したレーザ光を反射するための反射鏡１３０４が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−１８６１１０号公報
【特許文献２】特許第４０５４５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１に開示されるような、ＬＥＤのみによる光源ではエテンデューが大きくなってしまう。【００１２】
特許文献２に開示される光源装置の場合、効率よく平行な蛍光を発生することができない。【００１３】
高圧水銀ランプと凹面反射鏡とを組み合わせる場合を比較例として挙げると、図２に示すように、電極１４０２が両端に形成されたランプ１４０１をその長手方向が凹面反射鏡１４００の中心軸と一致するように組み合わせる。【００１４】
ランプ１４０１では、電極１４０２の間で光が発生するが、その強度分布は図中の矢印に示すものとなる。各矢印は、その長さが光の強さに比例しており、長いほど光が強いものであることを示す。【００１５】
図２に示すように、水銀ランプの場合には、強い光は側面に多く発生する。このため、凹面反射鏡１４００の底部となる部分に電極１４０２があっても、特に問題となることはなく、効率よく平行な照明光を作ることができる。【００１６】
図３は、特許文献１に開示される光源装置で発生する蛍光の強度分布を示す図である。図３においても、図中の各矢印は、その長さが光の強さに比例しており、長いほど光が強いものであることを示す。【００１７】
レーザ光は、蛍光体１３０３の表面に近い程、よく吸収されるため、出射側（図面右側）に出射する蛍光は、レーザ光源１３０２側である入射面側に出る蛍光の方が強いものとなる。レーザ光源１３０２側に出る蛍光は凹面反射鏡１３００で反射されても再度蛍光体１３０３に戻ることとなり、蛍光体１３０３を通過して弱められるため、照明光を効率良く作ることができない。【００１８】
本発明は、エテンデューが小さく、より、長寿命かつ高輝度の照明光を効率良く作ることのできる照明光学系を実現するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の照明光学系は、
凹面反射鏡と、
前記凹面反射鏡の略焦点位置で蛍光体を担持する蛍光体担持体と、
前記凹面反射鏡に、該凹面反射鏡の中心軸に垂直となる位置に複数設けられ、前記蛍光体に向けて励起光を出射するレーザ光源と、
前記励起光については反射し、前記蛍光体が前記励起光の照射により発生した蛍光体については透過する、前記凹面反射鏡の開口面を覆う窓と、を有することを特徴とする。また、本発明によるプロジェクタは上記の照明光学系を備えている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、エネルギー密度の高いレーザを励起光として蛍光体に集光し、その集光された場所から発せられる蛍光を用いている。蛍光体に向けて励起光を出射するレーザ光源は、凹面反射鏡に、該凹面反射鏡の中心軸に垂直となる位置に複数設けられているので、発生する蛍光は凹面反射鏡の側面に向けて強く発生する。このため、エテンデューが小さく、より長寿命かつ高輝度の照明光学系を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来の光源装置の概略構成を示す図である。
【図２】高圧水銀ランプと凹面反射鏡とを組み合わせ例を示す図である。
【図３】従来の光源装置で発生する蛍光の強度分布を示す図である。
【図４】本発明による照明光学系の一実施形態の構成を示すブロック図であり、（ａ）は背面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）および（ｄ）は（ａ）中のＡ部の一例を示す部分側面図、（ｅ）は（ｂ）中のＢ部の構成を詳細に示す部分上面図である。
【図５】図４に示した照明光学系を用いたプロジェクタの実施形態の光学系の構成を示すブロック図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、図４に示した照明光学系を用いたプロジェクタの他の実施形態の光学系の構成を示すブロック図である。
【図７】図４に示した照明光学系を用いたプロジェクタの他の実施形態の光学系の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明による照明光学系の他の実施形態の概略構成を示す図であり、図８（ａ）は背面図、図８（ｂ）は側面図である。
【図９】本発明による照明光学系の他の実施形態の概略構成を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は背面図である。
【図１０】本発明による照明光学系の他の実施形態の概略構成を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）中の蛍光バー１１１０の構成を詳細に示す図である。
【図１１】本発明による照明光学系の他の実施形態の概略構成を示す側面図である。
【図１２】本発明による照明光学系の他の実施形態の概略構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２３】
図４は本発明による照明光学系の一実施形態の構成を示すブロック図であり、図４（ａ）は背面図、図４（ｂ）は側面図、図４（ｃ）および図４（ｄ）は図４（ａ）中のＡ部の一例を示す部分側面図、図４（ｅ）は図４（ｂ）中のＢ部の構成を詳細に示す部分上面図である。
【００２４】
図４（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態は、凹面反射鏡１００、レーザ光源２００、モータ３００、および、蛍光体ホイール４００を備えている。
【００２５】
凹面反射鏡１００には、細長い開口１０１が形成されている。開口１０１から蛍光ホイール４００の一部が凹面反射鏡１００内に入り込むように設けられている。
【００２６】
蛍光体ホイール４００は、凹面反射鏡１００の外部に設けられたモータ３００により回転するもので、凹面反射鏡１００の略焦点を通過するように配置されている。凹面反射鏡１００の略焦点となる位置には、蛍光体を担持する蛍光体担持領域が周設されている。
【００２７】
図４（ｂ）に示すように、蛍光体担持領域には、緑色用蛍光体４０１、赤色用蛍光体４０２、青色用蛍光体４０３が設けられている。
【００２８】
凹面反射鏡１００には、焦点に向けてレーザ光を出射する複数のレーザ光源２００が配設されている。本実施形態では、各レーザ光源２００は、凹面反射鏡１００の中心軸に対して垂直となるように配設されている。また、蛍光出射面（図４（ｂ）における右側）には、各レーザ光源２００からのレーザ光を反射し、該レーザ光が蛍光体担持領域に照射されることにより発生した蛍光については透過する窓１０２が形成されている。
【００２９】
青色用蛍光体４０３、緑色用蛍光体４０１、赤色用蛍光体４０２のそれぞれは、レーザ光源２００から照射されるレーザ光により励起され、青色、緑色、赤色の蛍光を発生する。本実施形態では、レーザ光源２００が発生するレーザ光の波長をλ１、青色用蛍光体４０３、緑色用蛍光体４０１、赤色用蛍光体４０２のそれぞれが発生する蛍光の中心波長を、λ２、λ３、λ４とすると、λ１＜λ２＜λ３＜λ４の関係となっている。
【００３０】
レーザ光源２００の凹面反射鏡１００への取り付け方法としては、図４（ｃ）や図４（ｄ）に示す方法がある。
【００３１】
図４（ｃ）に示す方法では、凹面反射鏡１００に設けた穴１０３を介してレーザ光源２００が発生した励起光２０１が凹面反射鏡１００内に入射するようにレーザ光源２００を取り付けている。
【００３２】
図４（ｄ）に示す例では、凹面反射鏡１００の内部に蛍光反射層１０４を設けている。この場合、凹面反射鏡１００は、励起光２０１に対して透明な素材で形成され、蛍光反射層１０４は励起光２０１を透過し、各蛍光体が発生した蛍光については反射する素材で形成されている。
【００３３】
図４（ｅ）は、凹面反射鏡１００の焦点近傍での構成を示す上面図である。
【００３４】
凹面反射鏡１００内には蛍光体ホイール４００を覆う収容ケース４０５が設けられている。蛍光体ホイール４００の蛍光体担持領域には、上述したように緑色用蛍光体４０１、赤色用蛍光体４０２、青色用蛍光体４０３のいずれかが設けられるが、これらは図示するように蛍光体ホイール４００の両面に形成され（図４（ｅ）では緑色用蛍光体４０１）、また、凹面反射鏡１００の略焦点位置における収容ケース４０５には、２つの窓４０６が形成され、蛍光体ホイール４００の両面に形成された蛍光体担持領域に励起光２０１を照射することが可能となっている。
【００３５】
上記のように構成される本実施形態では、蛍光体ホイール４００の両面に形成された蛍光体担持領域に、複数設けられたレーザ光源２００からの励起光２０１が照射され、蛍光が発生する。
【００３６】
発生した蛍光は、各レーザ光源２００が凹面反射鏡１００の中心軸に対して垂直となるように配設されていることから、凹面反射鏡１００の中心軸に対して垂直に向かうものとなり、効率よく平行な照明光を作ることができるものとなっている。
【００３７】
モータ３００の回転に伴い蛍光体ホイール４００が回転し、窓１０２からは照明光としての緑色蛍光、赤色蛍光、青色蛍光が順次出力される。窓１０２は励起光２０１については反射する材料であるため、レーザ光である励起光２０１が外部に出力されることはない。
【００３８】
図４（ｄ）に示した蛍光反射層１０４を介して励起光２０１を蛍光体ホイール４００へ照射する場合には、発生した蛍光はすべて窓１０２より出力されることとなり、レーザ光源２００に蛍光が入射して損失が発生することが防止されるため、効率を向上することができる。
【００３９】
図４（ｅ）に示した窓４０６を設けることにより、蛍光が発生する領域は窓４０６が設けられた箇所に限定されることとなる。発生した蛍光は凹面反射鏡１００内で反射するが、蛍光発生領域は窓４０６が設けられた箇所に限定されるため、照明光として出力している色以外の蛍光が発生することはなく、色純度の高い照明光とすることができる。
【００４０】
また、窓４０６により発光領域が決定される。このため、窓４０６の大きさにより見かけ上の光源の大きさが決定されることとなり、見かけ上の光源を小さくし、エテンデューを小さくすることができる。
【００４１】
蛍光体ホイール４００の両面に設けられた蛍光体から蛍光が発生するため、蛍光体の発生箇所が２箇所となる。蛍光体の発生箇所が１箇所のものと比較すると、他の条件が同じなら２倍の明るさとすることができる。
【００４２】
特許文献２に開示される構成では、蛍光体の同じ箇所に連続して励起光が照射されるのに対し、本実施形態においては、蛍光体が移動する構成であるため、蛍光体の同じ領域に励起光が連続して照射されることはない。
【００４３】
励起光の照射により蛍光体は発熱するが、連続照射が行われる特許文献２に開示のものでは、冷却期間がないために蛍光体は高い温度に維持されてしまう。
【００４４】
蛍光体の同じ領域に励起光が連続して照射されることのない本実施形態のものでは、冷却期間が設けられることとなり、連続照射が行われる場合と比較すると低い温度に維持されるため、長寿命のものとなる。
【００４５】
図５は図４に示した照明光学系を用いたプロジェクタの実施形態の光学系の構成を示すブロック図である。
【００４６】
凹面反射鏡１００から順次出力される緑色蛍光、赤色蛍光、青色蛍光はインテグレータ５００を介してＤＭＤ５２０を照明する。ＤＭＤ５２０は照明光に応じた画像光を投写レンズ５４０へ向けて反射させる。この結果、投写レンズ５４０より各色の画像光が順次投写されることとなる。
【００４７】
図６は図４に示した照明光学系を用いたプロジェクタの他の実施形態の光学系の構成を示すブロック図である。
【００４８】
本実施形態では、蛍光体ホイールとして、図６（ａ）に示す白色の蛍光を発生する白色用蛍光体ホイール６００を用いている。
【００４９】
本実施形態では、白色用蛍光体ホイール６００を用いているため、白色の照明光が凹面反射鏡１００より出力される。これらの照明光は、色分離光学系により赤色光、緑色光、青色光に分離され、各色の画像をそれぞれ形成する複数の液晶ライトバルブをそれぞれ照明する。各液晶ライトバルブを通過した画像光は合成プリズムにより合成されて投写レンズを介してスクリーンに投写される。以下に、本実施形態の構成について詳細に説明する。
【００５０】
凹面反射鏡１００より出力された白色の照明光は、インテグレータ６１０、偏光変換素子６２０を通ることにより均一な直線偏光とされてダイクロイックミラー６３０に入射する。
【００５１】
ダイクロイックミラー６３０は、赤色光のみを通過させるもので、ダイクロイックミラー６３０を通過した赤色光は、ミラー６９０により折り返されて赤色光用の画像を形成する液晶のライトバルブ６７０Ｒを照明する。
【００５２】
ダイクロイックミラー６３０で反射された光は、ダイクロイックミラー６５０に入射する。ダイクロイックミラー６５０は、緑色光のみを反射するもので、ダイクロイックミラー６５０で反射された緑色光は、緑色光用の画像を形成する液晶のライトバルブ６７０Ｇを照明する。
【００５３】
ダイクロイックミラー６５０を通過した青色光は、ミラー６４０、６６０により折り返されて、青色光用の画像を形成する液晶のライトバルブ６７０Ｂを照明する。
【００５４】
ライトバルブ６７０Ｒ、６７０Ｇ、６７０Ｂを通過した各色の画像光は合成プリズム６８０により合成され、投写レンズ７００を介してスクリーン７１０に投写される。
【００５５】
図７は図４に示した照明光学系を用いたプロジェクタの他の実施形態の光学系の構成を示すブロック図である。
【００５６】
本実施形態は、図４に示した照明光学系を、赤色用、緑色用、青色用のそれぞれに設けたものである。
【００５７】
赤色用、緑色用、青色用の各照明光学系は、蛍光体ホイールとして、赤色、緑色、青色の蛍光を発生する、赤色用蛍光体ホイール８００Ｒ、緑色用蛍光体ホイール８００Ｇ、青色用蛍光体ホイール８００Ｂを備えている。
【００５８】
各照明光学系にて発生した赤色用、緑色用、青色用の照明光は、調光レンズ群８１０Ｒ、８１０Ｇ、８１０Ｂを介することにより、均一な直線偏光とされて、液晶ライトバルブ８３０Ｒ、８３０Ｇ、８３０Ｂを照明する。
【００５９】
液晶ライトバルブ８３０Ｒ、８３０Ｇ、８３０Ｂは、それぞれ赤色光用の画像、緑色光用の画像、青色光用の画像を形成するもので、液晶ライトバルブ８３０Ｒ、８３０Ｇ、８３０Ｂを通過した各色の画像光はダイクロイックプリズム８２０により合成され、投写レンズ８４０を介して投写される。
【００６０】
図８は、本発明による照明光学系の他の実施形態の概略構成を示す図であり、図８（ａ）は背面図、図８（ｂ）は側面図である。
【００６１】
本実施形態は、図６や図７に示したような、単色の照明光を発生する照明光学系に適用される。
【００６２】
図４および図５に示したような、異なる色の照明光が順次出力される照明光学系を用いてプロジェクタを構成する場合には、ＤＭＤや液晶ライトバルブなどの画像形成素子に形成される画像を、出力光に同期させることが必要となるため、蛍光体ホイールの回転状態を制御することが必要となる。
【００６３】
図６や図７に示したような、単色の照明光を発生する照明光学系では、画像形成素子と蛍光体ホイールとの回転状態を同期させる必要はない。
【００６４】
本実施形態では、図４に示したモータ３００の代わりに、蛍光体ホイール６００と同じ回転軸を有する風車９００を設け、送風機９１０からのエアフロー９２０により風車９００および蛍光体ホイール６００を回転させている。エアフロー９２０は開口１０１から収容ケース４０５（図４（ｅ）参照）にも入り込んで蛍光体ホイール６００を冷却する。
【００６５】
図９は、本発明による照明光学系の他の実施形態の概略構成を示す図であり、図９（ａ）は側面図、図９（ｂ）は背面図である。
【００６６】
図８に示した実施形態は風車９００が凹面反射鏡１００の外部に設けられていたのに対し、本実施形態では、蛍光体ホイール１０５０および風車１０３０を小型のものとして凹面反射鏡１０００の内部に設けている。
【００６７】
蛍光体ホイール１０５０と風車１０３０は同じ回転軸で回転するもので、風車１０３０は蛍光体ホイール１０５０の両側に２個設けられている。
【００６８】
蛍光体ホイール１０５０は、凹面反射鏡１０００内に設けられた収容ケース１００１に収容されている。蛍光体ホイール１０５０には凹面反射鏡１０００の略焦点を通る蛍光体１０５１が両面に周設されており、凹面反射鏡１００の中心軸に対して垂直となる位置に複数配設されたレーザ光源からの励起光が、収容ケース１００１に設けられた窓１００３を介して蛍光体１０５１に照射される。
【００６９】
風車１０３０は凹面反射鏡１０００内に設けられている。凹面反射鏡１０００の出射面端部には排気口１０１０が形成されており、送風機９１０が発生するエアフロー１０２０は、凹面反射鏡１０００の背部に設けられた送風口１０４０から凹面反射鏡１０００内に入り、風車１０３０を回転させて排気口１０１０より排気される。
【００７０】
図１０は、本発明による照明光学系の他の実施形態の概略構成を示す図であり、図１０（ａ）は側面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）中の蛍光バー１１１０の構成を詳細に示す図である。
【００７１】
本実施形態は、図４に示した照明光学系で用いられていた蛍光体ホイール４００の代わりに、図１０（ｂ）に示すように、両面に赤色用蛍光体１１１０Ｒ、緑色用蛍光体１１１０Ｇ、青色用蛍光体１１１０Ｂが塗布された蛍光バー１１１０を用いるものである。
【００７２】
蛍光バー１１１０は、凹面反射鏡１００内に設けられた収容ケース１１２０に、凹面反射鏡１００の略焦点を通って移動可能に収容されている。
【００７３】
蛍光バー１１１０の端部は、凹面反射鏡１００の背部から突出し、往復駆動機構１１００に連結されていて、往復駆動機構１１００により、凹面反射鏡１００の略焦点を通って往復移動する。
【００７４】
収容ケース１１２０の、凹面反射鏡１００の略焦点となる箇所には、スリット１１３０が形成され、蛍光バー１１１０の往復移動に伴い、赤色用蛍光体１１１０Ｒ、緑色用蛍光体１１１０Ｇ、青色用蛍光体１１１０Ｂのいずれかが露出する。
【００７５】
本実施形態においても、図４に示した実施形態と同様に、蛍光バー１１１０の両面に形成された蛍光体に、複数設けられたレーザ光源２００からの励起光２０１が照射され、蛍光が発生する。
【００７６】
発生した蛍光は、各レーザ光源２００が凹面反射鏡１００の中心軸に対して垂直となるように配設されていることから、凹面反射鏡１００の中心軸に対して垂直に向かうものとなり、効率よく平行な照明光を作ることができるものとなっている。
【００７７】
往復駆動機構１１００により蛍光バー１１１０が往復移動し、窓１０２からは照明光としての緑色蛍光、赤色蛍光、青色蛍光が順次出力される。窓１０２は励起光２０１については反射する材料であるため、レーザ光である励起光２０１が外部に出力されることはない。
【００７８】
往復駆動機構１１００に連結される蛍光バー１１１０には、送風機１１４０によるエアフロー１１４１が吹き付けられ、蛍光バー１１１０の冷却が図られている。
【００７９】
本実施形態を用いたプロジェクタの構成は、図５に示したものと同様となる。また、図６や図７に示したような、白色又は単色の照明光を発生する蛍光体を蛍光バー１１１０が用いる場合には、図６や図７に示したようなプロジェクタを構成することができる。
【００８０】
図１１は、本発明による照明光学系の他の実施形態の概略構成を示す側面図である。
【００８１】
本実施形態では、凹面反射鏡１００の略焦点を通る蛍光バー１２００を設けている。凹面反射鏡１００の略焦点の位置となる蛍光バー１２００の両面には、赤色用蛍光体１２００Ｒ、緑色用蛍光体１２００Ｇ、青色用蛍光体１２００Ｂが形成されている。
【００８２】
複数のレーザ光源２００は、赤色用蛍光体１２００Ｒ、緑色用蛍光体１２００Ｇ、青色用蛍光体１２００Ｂに対応してアレイ状に設けられ、また、凹面反射鏡１００の中心軸に対して垂直となるように設けられている。
【００８３】
本実施形態の場合、蛍光体に励起光を照射するレーザ光源２００を選択することにより、照明光を調節することができる。赤色の照明光が必要な場合には、赤色用蛍光体１２００Ｒに励起光を照射するレーザ光源２００のみを動作させればよい。このように、照明光を順次切り替えることにより、図５に示したプロジェクタを構成することができる。
【００８４】
また、白色光が必要な場合には、赤色用蛍光体１２００Ｒ、緑色用蛍光体１２００Ｇ、青色用蛍光体１２００Ｂのすべてに励起光を照射させればよい。このような白色光源とすることにより、図６に示したプロジェクタを構成することができる。
【００８５】
また、蛍光体を、赤色用蛍光体１２００Ｒ、緑色用蛍光体１２００Ｇ、青色用蛍光体１２００Ｂのいずれかとしてもよく、この場合には、図７に示したプロジェクタを構成することができる。
【００８６】
本実施形態の場合には、蛍光体に照射される領域が移動しないため、放熱する機構が設けられている。凹面反射鏡１００の出射面端部には送風口１２２０が設けられ、凹面反射鏡１００の背面中心には排気口１２３０が設けられている。また、蛍光バー１２００には放熱フィン１２１０が複数形成され、送風口１２２０から導入され、排気口１２３０から排出されるエアフローにより蛍光バー１２００が冷却される。
【００８７】
図１２は、本発明による照明光学系の他の実施形態の概略構成を示す側面図である。
【００８８】
本実施形態は、図１１に示した実施形態において、赤色用蛍光体１２００Ｒ、緑色用蛍光体１２００Ｇ、青色用蛍光体１２００Ｂのそれぞれに対して設けていたレーザ光源２００を１つのレーザ光源１２４０とし、レーザ光源１２４０が出力する励起光の向きを変える走査系１２５０を設けたものである。
【００８９】
走査系１２５０の具体例としては、電圧が印加されると屈折率がアナログ的に変調してレーザ光の進行方向を変化させる音響光学素子や、駆動機構と組み合わされたミラーなどが挙げられる。
【００９０】
本実施形態においても、蛍光体の構成に応じて、図１１に示した実施形態のものと同様に、図５ないし図７に示したプロジェクタを構成することができる。
【００９１】
この出願は２０１０年３月２６日に出願された日本出願特願２０１０−０７２９４６号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【００９２】
１００    凹面反射鏡
２００    レーザ光源
３００    モータ
４００    蛍光体ホイール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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